水性聚氨酯具有某些缺點(diǎn)，比如涂膜耐水性不好，硬度不高，機(jī)械強(qiáng)度不高等，需要加以改性。
水性改性聚氨酯涂料中最重要的是水性聚氨酯改性丙烯酸酯樹脂,將聚氨醋樹脂的韌性及彈性, 與丙烯酸醋良好的保色性、光穩(wěn)定性、硬度及低成本綜合起來水性改性聚氨酯材料的主要進(jìn)展是由原的物理混合改性發(fā)展為化學(xué)改性(稱之為“原位聚合法”) ,即丙烯酸酯先作為合成聚氨酯的溶劑,待分散到水中后再作為反應(yīng)單體聚合。這樣能夠更好地提高改性材料的性能。目前將聚氨酯、聚丙烯酸進(jìn)行共聚改性也是較為常用的改性方法。此外,在改性材料的種類上還有用聚氨酯改性環(huán)氧樹脂、改性聚醚以及改性醇酸樹脂等。環(huán)氧樹脂是一類具有良好粘接性、腐蝕、絕緣及改性的強(qiáng)度的熱固性高分子合成材料。
水性聚氨酯改性的主要方法有：
（1）有機(jī)硅改性
有機(jī)硅化合物分子結(jié)構(gòu)中含有元素硅，是屬于有機(jī)、半無機(jī)結(jié)構(gòu)的高分子化合物,它們兼具有機(jī)合物和無機(jī)化合物的特性。用有機(jī)硅改性聚氨酯以彌補(bǔ)水性聚氨酯耐水解性稍差的缺陷，使改性水性聚氨酯涂料表現(xiàn)出良好的憎水性、表面富集性、低溫柔順性和優(yōu)良的生物相容性等。有機(jī)硅改性聚氨酯可以通過物理共混來進(jìn)行，例如，利用水性聚氨酯和聚硅氧烷乳液進(jìn)行物理共混改性。因此，有機(jī)硅改性聚氨酯最常用的方法是共聚改性。通過兩端帶有反應(yīng)性官能團(tuán)的聚硅氧烷低聚物(最常見的是聚二甲基硅氧烷PDMS，或部分甲基被取代后所得聚硅氧烷)與多異氰酸酯經(jīng)逐步加成，聚合而制得嵌段共聚物。
（2）環(huán)氧樹脂改性
環(huán)氧樹脂為多羥基化合物，在與聚氨酯反應(yīng)中可以將支化點(diǎn)引入聚氨酯主鏈，使之形成部分網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而性能更為優(yōu)異。通過環(huán)氧樹脂和聚氨酯的接枝反應(yīng)，制得環(huán)氧改性聚氨酯乳液，用其配制水性環(huán)氧改性聚氨酯涂料，可以提高化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性和漆膜附著力。
（3）丙烯酸酯改性
丙烯酸酯與其他合成高分子樹脂相比，具有許多突出的優(yōu)點(diǎn)。將丙烯酸和聚氨酯兩類聚合物在微觀狀態(tài)下制備得到的丙烯酸聚氨酯雜合水分散體，
可以獲得優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)性能。水性聚氨酯/丙烯酸酯復(fù)合乳液可以將聚氨酯較高的拉伸強(qiáng)度和抗沖強(qiáng)度、優(yōu)異的耐磨性與丙烯酸酯樹脂良好的附著力、耐候性，較低的成本有機(jī)結(jié)合，制備出高固含量、低成本以及達(dá)到使用要求的水性樹脂。
（4）納米材料改性
納米材料具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、光學(xué)效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子尺寸效應(yīng)等特殊性質(zhì)，可以使材料獲得新的功能。
（5）植物油改性
植物油是一種可再生資源，用植物油制備水性聚氨酯涂料可以進(jìn)一步體現(xiàn)環(huán)保意識(shí)，用植物油合成的常溫交聯(lián)水性聚氨酯樹脂涂料不僅具有較好的耐候性,同時(shí)還具有水性涂料無污染的優(yōu)點(diǎn),是一種環(huán)境友好型涂料,既可作為水性內(nèi)外墻涂料,也可作為木器裝飾涂料及織物印染涂料。 以氣干性植物油為基本原料,對(duì)其進(jìn)行改性處理后將其植入半封端的PU分子鏈中,制得自乳化型單組分水性PU，該產(chǎn)品乳液穩(wěn)定性好,漆膜力學(xué)性能優(yōu)良。采用亞麻油與二乙醇胺經(jīng)胺解反應(yīng)生成亞麻油酰二乙醇胺中間體,以此中間體合成的水性PU涂料耐水、快干、強(qiáng)附著,無毒不燃、黏稠易控，是一種優(yōu)良的環(huán)境友好型水性涂料。
（6）有機(jī)氟改性
用巰基乙醇作為鏈轉(zhuǎn)移劑，經(jīng)自由基溶液聚合,合成端羥基含氟的丙烯酸酯類的端羥基大分子單體,進(jìn)一步把端羥基含氟的丙烯酸酯類聚合物接到聚氨酯鏈段上，合成了含氟的水性聚氨酯分散體，測(cè)試結(jié)果表明，合成的含氟水性聚氨酯分散體的膜的表面氟形成富集。
